[中学联盟]湖南省新田县第一中学高二物理选修3-1课件：2.4 串联电路和并联电路1

1、第二章第二章 恒定电流恒定电流2.4.1 串并联电路特点串并联电路特点一、认识电路一、认识电路1.1.什么是电路的什么是电路的串联串联? ?把几个导体依次把几个导体依次首尾相连首尾相连的方式的方式. .把几个导体的把几个导体的一端连在一起一端连在一起, ,另一端也另一端也连在一起连在一起, ,然后然后把这把这两端接入电路两端接入电路的方式的方式. .2.2.什么是电路的什么是电路的并联并联? ?I = I1 = I2 = I3串联电路串联电路各处各处的电流的电流相等相等2.2.并联电路并联电路: :并联电路的总电流等于并联电路的总电流等于各支路各支路电流电流之和之和二、电流特点二、电流特点01

2、231.1.串联电路串联电路: :I = I1 + I2 + I30123U=U1+U2+U3三、电压特点三、电压特点串联电路串联电路两端的两端的总电压总电压 等于等于各部分电路电压之和各部分电路电压之和2.2.并联电路并联电路: :1.1.串联电路串联电路: :U=U1=U2=U3并联电路的并联电路的总电压总电压 与与各支路的电压相等各支路的电压相等U UR R1 1R R2 2R R3 3U UU U1 1U U2 2U U3 30123R R1 1R R2 2R R3 310串联电路的串联电路的总电阻总电阻等于等于各部分电路电阻之和各部分电路电阻之和四、电阻特点四、电阻特点1.串联电路串

3、联电路:12UUU12UUUIII1212UUUIII12RRR讨论：多个电阻串联呢？讨论：多个电阻串联呢？RR1R2+nURUR1R2U1U2问：由问：由R=R1+R2可知，可知，R比其中比其中任一个导体的电阻任一个导体的电阻R1和和R2都要大，都要大，你能解释这是什么原因吗？你能解释这是什么原因吗？ 这相当于增加了导体的长度这相当于增加了导体的长度2.并联电路并联电路:UR2R1II1I212III12IIIUUU1212IIIUUU12111RRR讨论：多个电阻并联呢？讨论：多个电阻并联呢？121111nRRRR并联电路并联电路总电阻的倒数总电阻的倒数等于等于各支路电阻各支路电阻的倒数之

4、和的倒数之和四、电阻特点四、电阻特点RU这相当于增大了导体的横截面积这相当于增大了导体的横截面积.问问:R1和和R2并联后并联后R=? (若若R1远大于远大于R2，R=?) 问：由问：由 可知，可知，R比其中任一比其中任一个导体的电阻个导体的电阻R1和和R2都要小，你能解释都要小，你能解释这是什么原因吗？这是什么原因吗？ R=R1+R2R1.R21.1.串联电路串联电路: :12nRRRR2.2.并联电路并联电路: :121111nRRRR讨论：讨论：1.n个相同电阻个相同电阻(R1)串联串联(或并联或并联),其总电阻其总电阻R=?2.不同阻值的电阻串联不同阻值的电阻串联,总电阻与其中最大电阻

5、有何关系总电阻与其中最大电阻有何关系? 3.不同阻值的电阻并联不同阻值的电阻并联,总电阻与其中最小电阻有何关系总电阻与其中最小电阻有何关系?4.串联串联(或并联或并联)电路中电路中,某一电阻增大某一电阻增大,总电阻如何变总电阻如何变?5.混联电路中混联电路中,某一电阻增大某一电阻增大,总电阻如何变总电阻如何变?四、电阻特点四、电阻特点小结小结: :串并联电路特点串并联电路特点1. .串联串联电路电路12nRRRR121111nRRRR2. .并联并联电路电路12nIIII12nUUUU12nIIII12nUUUU3、有一只弧光灯，正常工作电流为、有一只弧光灯，正常工作电流为5安，电阻为安，电阻

6、为8欧，欧，要把它接入电压为要把它接入电压为110伏的电路中，需要串联一个多大伏的电路中，需要串联一个多大的电阻，弧光灯才能正常工作的电阻，弧光灯才能正常工作?分析分析 先根据题意画电路图，并先根据题意画电路图，并标出已知量和未知量，然后根据标出已知量和未知量，然后根据欧姆定律及串联电路特点求解欧姆定律及串联电路特点求解 I=5AU=110VR1=8R2解法一解法一：U1=I R1 =5A8 =40VU2=U-U1=110V-40V =70VR2=U2I=14 70V5A=例与练例与练I=5AU=110VR1=8R2解法二解法二：R2=R-R1=22 - 8 =14R=UI=22 110V5A

7、=解法三解法三：U1=I R1 =5A8 =40VU2=U-U1=110V-40V =70VU1 R1 U2 R2 =根据根据得：得：R2 =U2R1U170V8 40V = =14 5、如图所示是将滑动变阻器作为分压、如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电路器用的电路,A、B为分压器的滑片放在变为分压器的滑片放在变阻器的中央阻器的中央,下列判断哪些正确下列判断哪些正确( )A、空载时输出电压为、空载时输出电压为UAB=UCD/2B、当接上负载、当接上负载R时时,输出电压输出电压UABUCD/2C、负载、负载R越大越大,UAB越接近越接近UCD/2D、负载、负载R越小越小,UAB越接近越接近U

8、CD/2CAPBDACCAPBDCAPBDR/2R/2例与练例与练A.010V B.020VC.1020V D.2030V6、在图中、在图中,AB间的电压为间的电压为30V,改变滑改变滑动变阻器触头的位置动变阻器触头的位置,可以改变可以改变CD间的电间的电压压,UCD的变化范围是的变化范围是( )RVRRABCDC例与练例与练8、如图所示电路，电源电压保持不变，若变、如图所示电路，电源电压保持不变，若变阻器滑片阻器滑片P向左滑动时，则向左滑动时，则 ( )A、V1表示数增大，表示数增大，V2表示数增大，表示数增大，A表示数减小表示数减小B、V1表示数减小，表示数减小，V2表示数增大，表示数增大

9、，A表示数减小表示数减小C、V1表示数增大，表示数增大，V2表示数减小，表示数减小，A表示数增大表示数增大D、V1表示数减小，表示数减小，V2表示数减小，表示数减小，A表示数增大表示数增大V1V2AR1PR2C例与练例与练9、如图所示电路、如图所示电路,当当ab两端接入两端接入100V电压电压时时,cd两端为两端为20V,当当cd两端接入两端接入100V电压时电压时,ab两两端电压为端电压为50V,则则R1:R2:R3为为( )A、4:2:1 B、2:1:1C、3:2:1 D、以上都不对、以上都不对R1R1R2R3R3abcdR2R3R3abcdR1R1R2abcd100V20V40V40V1

10、00V50V25V25V例与练例与练10、如图所示电路中、如图所示电路中,R1=20,R2=40,R3=60, R4=20,R5=40,则下列说法正确的是则下列说法正确的是 ( ) A、若、若UAB=140V,C、D端开路端开路,则则UCD=84VB、若、若UAB=140V,C、D端开路端开路,则则UCD=140VC、若、若UCD=104V,A、B端短路端短路,则通过则通过R1的电流为的电流为0.6AD、若、若UCD=104V,A、B端短路端短路,则通过则通过R3的电流为的电流为0.4AR1R4R3R2R5ABCDR1R4R3R2R5ABCD例与练例与练11、有四盏灯，接入如图的电路中、有四盏

11、灯，接入如图的电路中, L1和和L2的电阻均为的电阻均为484,L3和和L4的电阻的电阻均为均为1210, 把电路接通后把电路接通后,四盏灯的电四盏灯的电流之比流之比I1:I2:I3:I4= L1UL2L3L47:5:2:7例与练例与练12、一平行板电容器、一平行板电容器C,极板是水平放置极板是水平放置的的,它和三个可变电阻及电源连接成如图所它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路示的电路,今有一质量为今有一质量为m的带电液滴悬浮的带电液滴悬浮在两极板之间静止不动在两极板之间静止不动,要想使液滴上升可要想使液滴上升可采用的办法是采用的办法是( )A、增大、增大R1 B、增大、增大R2C、增大

12、、增大R3 D、减小、减小R2R1R2R3CCD例与练例与练第二章第二章 恒定电流恒定电流2.4.2 电表的改装电表的改装复习复习: :串并联电路特点串并联电路特点1. .串联串联电路电路12nRRRR121111nRRRR2. .并联并联电路电路12nIIII12nUUUU12nIIII12nUUUU电表的改装电表的改装gggUI R2. 2. 主要参数主要参数内阻内阻: :电流计内阻电流计内阻R Rg g量程量程: :满偏电流满偏电流 I Ig g满偏电压满偏电压U Ug g3. 3. 符号：符号：G G1 1、作用、作用: :测量微小电流和电压测量微小电流和电压0 01 12 23 3m

13、AmA五、电流计五、电流计( (表头表头) )六、电压表六、电压表 例例1.有一个电流表有一个电流表G，内阻，内阻Rg=30，满偏，满偏电流电流Ig=1mA。要把它改装为量程为。要把它改装为量程为03V的电压表，要串联多大的电阻的电压表，要串联多大的电阻?改装后的电改装后的电压表内阻多大压表内阻多大?IgRgRVU在表头在表头串联串联一个一个阻值较大阻值较大的电阻的电阻R=2.97 k Rv=3.0 kUgURU六、电压表六、电压表IgRgRVU在表头在表头串联串联一个一个阻值较大阻值较大的电阻的电阻UgURUgggIRIURggRIUgRnR) 1( ggRUU) 1( 例例2.有一个电流表

14、有一个电流表G，内阻，内阻Rg=30，满，满偏电流偏电流Ig=1mA。要把把它改装为量程为。要把把它改装为量程为00.6A的电流表，要并联多大的电阻的电流表，要并联多大的电阻?改改装后的电流表内阻多大装后的电流表内阻多大?UIRgIgIRRAUI七、电流表七、电流表在表头上在表头上并联并联一个阻值一个阻值较小较小的电阻的电阻R=0.050 RA=0.050AUI七、电流表七、电流表在表头上在表头上并联并联一个阻值一个阻值较小较小的电阻的电阻RIIRIggg)( gggRIIIR1nRRgUIRgIgIRR1、若要将电流表、若要将电流表G改装成一个量程为改装成一个量程为Ug的的n倍的电压表倍的电

15、压表V，需要串联电，需要串联电阻的阻值为阻的阻值为2、若要将电流表、若要将电流表G改装成一个量程为改装成一个量程为Ig的的n倍的电流表倍的电流表A，需要并联的，需要并联的电阻的阻值为电阻的阻值为gRnR) 1( 1nRRg小结小结: :电压表和电流表的改装电压表和电流表的改装15、用同一个小量程电流表、用同一个小量程电流表G分别分别改装成电流表改装成电流表A、电压表、电压表V，则，则G、A、V的内电阻的内电阻RG、RA 、RV之间之间的关系为的关系为 ( )ARGRA RV BRARG RV CRVRA RG DRARV RG例与练例与练B18、有一个电压表的量程为、有一个电压表的量程为3V，

16、内，内电阻为电阻为2500，现在给电压表再，现在给电压表再串联一个串联一个7500的定值电阻，然的定值电阻，然后用来测量某段电路的电压时，后用来测量某段电路的电压时，发现指针偏转了满刻度的发现指针偏转了满刻度的3/4，则，则该被测电路的电压为该被测电路的电压为 V，加，加在电压表两端的电压为在电压表两端的电压为 V。 例与练例与练19、有一个电流表量程为、有一个电流表量程为0.3A，内，内电阻为电阻为150，现在给电流表并联，现在给电流表并联一个一个30的定值电阻，然后用来测的定值电阻，然后用来测量某段电路的电流时，发现指针量某段电路的电流时，发现指针偏转了满刻度的偏转了满刻度的1/3，则该被

17、测电，则该被测电路的电流为路的电流为 A，通过电流表，通过电流表的电流为的电流为 A。 例与练例与练20、把两只完全相同的小量程电流表改装成不、把两只完全相同的小量程电流表改装成不同量程的电压表，串联后去测某电路两端的同量程的电压表，串联后去测某电路两端的电压时电压时( )A.两只电压表的示数相同两只电压表的示数相同B.两只电压表的指针偏转角大小相同两只电压表的指针偏转角大小相同C.两只电压表示数和指针偏转角大小都相同两只电压表示数和指针偏转角大小都相同D.被测电路两端的电压等于两电压表示数之和被测电路两端的电压等于两电压表示数之和例与练例与练A.两只电表的指针偏转角相同两只电表的指针偏转角相

18、同B.两只电表的指针都不偏转两只电表的指针都不偏转C.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角D.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角28、用两只完全相同的电流表、用两只完全相同的电流表,分别分别改装成一只量程更大的电流表和一只电改装成一只量程更大的电流表和一只电压表压表,将它们串联起来接入电路中将它们串联起来接入电路中,如图所如图所示示,此时此时 ( )CAVsGRARVGs例与练例与练如图所示为一双量程电压表的示如图所示为一双量程电压表的示意图意图. .已知电流表已知电流表G G的量程为的量程为0 0100

19、100A,A,内阻为内阻为600600, ,则图中串联的分压电阻则图中串联的分压电阻R R1 1= = , R, R2 2= = GR1R2+5V15V如图所示如图所示, ,电路由电流计与四个电阻连接电路由电流计与四个电阻连接而成而成. .电流计内阻电流计内阻R Rg g=80=80, ,满偏电流满偏电流I Ig g=1mA. =1mA. R R1 1=R=R2 2=10 =10 ,R,R3 3=194 =194 ,R,R4 4=790=790. .若使用若使用1212接接线柱电路可做线柱电路可做 表表. .量程为量程为 . .若使用若使用1313接线柱可做接线柱可做 表表. .量程为量程为

20、. .若使若使用用1414接线柱电路可做接线柱电路可做 表表. .量程为量程为 . .若使用若使用1515接线柱可做接线柱可做 表表. .量程为量程为 . .R1R21R3R42345第二章第二章 恒定电流恒定电流 2.4.3 电阻的测量电阻的测量九、限流和分压电路的选取九、限流和分压电路的选取 1、限流式限流式 EsRABPRx图中变阻器起限流作用，求图中变阻器起限流作用，求待测电阻待测电阻R Rx x的的电压可调范围电压可调范围EERRRxx 限流式电路的特点限流式电路的特点: :(1)(1)电压不能从零开始调节电压不能从零开始调节, ,调节范围较小调节范围较小. . 但电路结构较为简单但

21、电路结构较为简单. .(2)(2)电能损耗较小电能损耗较小. .2、分压式分压式 图中变阻器起分压作用，求图中变阻器起分压作用，求待测电阻待测电阻R Rx x的的电压可调范围电压可调范围E0分压式电路的特点分压式电路的特点: :(1)(1)电压可以从零开始调节到电源电动势电压可以从零开始调节到电源电动势, ,调节范调节范围较大围较大. . 但电路结构较为复杂但电路结构较为复杂. .(2)(2)电能损耗较大电能损耗较大. .EsPRxRAB九、限流和分压电路的选取九、限流和分压电路的选取 十、电阻的测量十、电阻的测量 用电压表测出电阻两端的电压用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的

22、电，用电流表测出通过电阻的电流流I，利用部分电路欧姆定律可以，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值算出电阻的阻值R: IUR 伏安法伏安法 (一一)伏安法测电阻的两种电路伏安法测电阻的两种电路 1、电流表、电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱外外侧，通常叫侧，通常叫“外接法外接法” ” 2、电流表、电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱内内侧，通常叫侧，通常叫“内接法内接法” AVRAVR 因为电流表、电压表分别有分压、分流作用因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻因此两种方法测量电阻都有误差都有误差十、电阻的测量十、电阻的测量 (二二)伏安法测电阻的误差分析

23、伏安法测电阻的误差分析 电流表外接法电流表外接法 电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数测量值偏小，测量值偏小，适合测量小电阻适合测量小电阻. .RAUU RVRAIIIIAVIUR测 说明：说明：误差来源于误差来源于电压表的分流电压表的分流，分流越小，分流越小，误差越小所以该电路适合测量小电阻误差越小所以该电路适合测量小电阻. .VRRRRIUR真十、电阻的测量十、电阻的测量 (二二)伏安法测电阻的误差分析伏安法测电阻的误差分析 外接法外接法 内接法内接法 误差误差来源来源 测量测量结果结果 测量测量条件条件 伏特表伏特表的分流的分流 电流表电流表的分压的分压 R真真R测测 R真真R测测

24、RRA RRR2 B.R1RR1R2 D.RR1R2B例与练例与练24、如图所示电流表和电压表、如图所示电流表和电压表的读数分别为的读数分别为10V和和0.1A,电压表内电压表内阻为阻为500,那么待测电阻那么待测电阻R的测量值的测量值比真实值比真实值 ,测量值为测量值为 ,真实真实值为值为 .小小100125AVRcd例与练例与练25、一个未知电阻、一个未知电阻,无法估计其电阻无法估计其电阻值值,某同学用伏安法测量此电阻某同学用伏安法测量此电阻,用如图用如图(a)(b)两种电路各测一次两种电路各测一次,用用(a)图所测数图所测数据为据为3.0V、3.0mA,用用(b)图测得的数据图测得的数据是是2.9V、4.0mA,由此可知由此可知,用用 图测图测得得Rx的误差较小的误差较小,测量值测量值Rx= .(a)1000AVAVRxRx(a)(b)例与练